10kV防雷绝缘子改进及效果分析

2017-01-05陈建胜黄天猛

电气技术与经济 2016年6期

关键词：断线工频过电压

陈建胜黄天猛高兵林江

（1.国网浙江永嘉县供电公司 2.南京德软信息科技发展有限公司）

10kV防雷绝缘子改进及效果分析

陈建胜1黄天猛1高兵1林江2

（1.国网浙江永嘉县供电公司 2.南京德软信息科技发展有限公司）

配电线路基本都采用绝缘导线，在运行中易发生雷击断线事故。为解决此问题, 永嘉供电公司先后采取了包括防雷绝缘子等在内的多种方法和措施，取得了一定的效果，但仍然存在提高和改进的空间。本文结合国家电网防雷解决方案及应用效果，提出改进方案和效果分享，经过实践结果研制，证明了其有效性和实用性。

10kV 防雷绝缘子；改进；实践

0 引言

电力架空型输、配电线路分别架设于不同的区域。架空型输、配电线路在运行过程中，受到直接或感应雷电时、潮湿或雨水时等情况，绝缘性能下降，会引起过电压，其过电压值很高，会形成绝缘击穿性的放电故障：一是在绝缘受到破坏的同时，线路首端的断路器跳闸；二是在绝缘出现击穿性的放电，导体的局部也会出现热熔式熔化故障，其绝缘子和被击穿的金具出相继损毁的故障，给供电企业和社会造成相当大的损失。因此，开展10kV线路防雷绝缘子改进应用具有非常实际的效用和意义。

1 现有解决方案及应用效果

国家电网推荐的防雷技术，其中有一项是采用穿刺型放电箝位绝缘子，它可以被用来较好地解决绝缘导线因受雷击而导致断线的问题。

10kV穿刺型放电箝位绝缘子工作原理是：绝缘导线不需要剥离其绝缘层，而采取直接紧固在支柱绝缘子端部的高压电极上，另外在离开高压电极一小段距离的绝缘导线上，安装高压穿刺电极，引出导线芯线电位，再利用绝缘引线将该电位引至高压电极。高压电极外表面安装有绝缘罩，常规做法为避免高压穿刺电极导致导线局部绝缘薄弱，通常将高压穿刺电极金属部件包覆在耐候性绝缘材料制成的保护壳内部，并且设计成两半扣合结构以方便安装，安装好后保护套与导线绝缘层压合在一起，实现对外密封。当雷电冲击时，确保放电发生在高压电极与支柱绝缘子钢脚或低压电极之间，工频续流电弧在高压电极与低压电极之间燃烧，相间电弧被箝制在高压电极之间，使工频电弧弧根转移或固定在特定的金具上，从而保护绝缘导线避免发生熔融的情况。

10kV穿刺型放电箝位绝缘子目前应用较为广泛，目前普遍采用的PSL型防雷直线绝缘子在防止绝缘导线断线上有一定的效果，但就目前投运线路的受损数据统计，存在以下不足：雷击闪络后，工频续流不能在较短时间内自行切断，高温对绝缘子及线路附件造成局部损坏，而且工频电流容易把嵌位的绝缘子烧毁，致使线路带缺陷运行。

2 改进方案

针对现有10kV防雷绝缘子的改进目标主要是提高金具的耐雷击烧灼能力，绝缘子能承受多次雷击冲击能力，以及间隙在雷击过电压的作用下先于绝缘子击穿闪络并沿绝缘闪络路径发展。结构设计方面，需要使工频电弧位于间隙上，缩短工频电弧的时间。另外考虑绝缘子本体或金具结构提供一些明显的特征，受过雷击冲击后能比较容易查找到受冲击的位置。

基于以上目标，笔者提出一种带有均压和放电间隙功能的防雷保护线路绝缘子，其结构包括：非线性电阻限流元件（金属氧气锌MOV阀片）、放电间隙、绝缘罩（帽）带有金属均压环（圈）、带有压紧压紧块的导线槽、绝缘套管式防雷式绝缘子（带有引弧棒）、基座（带有金属弧形球）等组成，引弧棒与下法兰一体式连接。结构示意图如下图所示。

图新型10kV线路防雷绝缘子结构图

这种带有放电间隙防雷保护式的10kV防雷绝缘子执行技术标准包括GB311.7—1988《高压输电设备的绝缘配合使用导则》、DL/T804—2002《交流电力系统金属氧化物避雷器使用导则》、DL/T620—1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》。

新型带有放电间隙防雷保护式的10kV防雷绝缘子设计分为不同级别，其中第Ⅰ级为普通系列，第Ⅱ级为加强系列（适用于中等污秽的地区，爬电比距达到20mm/kV），第Ⅲ级为增强系列（适用于重污秽的地区，爬电比距达到25mm/kV），最后一种第Ⅳ级为至强系列（适用于特重污秽的地区，爬电比距达到31mm/kV）。

3 效果分析

新型带有放电间隙防雷保护式的10kV防雷绝缘子具有吸收各种雷电过电压、工频暂态过电压、操作过电压的能力。使用此新型10kV防雷绝缘子，当配电线路遭遇雷击等情况出现过电压时，首先是绝缘罩（帽）带有金属均压环（圈）将过电压进行均匀分布延长闪络路径后，再由下法兰经引弧棒向下金属弧形球（接地端）之间的间隙放电，接续的工频电弧向接地端释放过电压能量，从而有效避免绝缘子和导线受到闪络和断线（破股）的事故。